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Uebung_221b_ALR: Standard IEC 61131-3 ADI_FB_CTUD (Adapter Version, Vorwärts-/Rückwärtszähler, DINT) mit Terminal-Ausgabe (PHYS)

Uebung_221b_ALR_network

Einleitung

Diese Übung implementiert einen Vorwärts-/Rückwärtszähler (Up/Down Counter) nach IEC 61131‑3 (Typ ADI_FB_CTUD). Der Zähler wird über digitale Eingänge gesteuert und gibt den aktuellen Zählerstand sowohl über digitale Ausgänge (als Grenzwert‑Signale) als auch über eine Terminal‑Ausgabe (physikalischer Wert) aus. Der Zählbereich arbeitet mit 32‑Bit Ganzzahlen (DINT), wobei auch negative Werte möglich sind.

Schwierigkeitsgrad: Fortgeschritten
Vorkenntnisse: Grundlegende Kenntnisse der 4diac‑IDE und des IEC 61131‑3‑Funktionsbausteinsystems, Verständnis von Adapter‑Schnittstellen.
Lernziele: - Arbeiten mit dem Zähler‑Baustein ADI_FB_CTUD - Konfiguration von digitalen Ein‑/Ausgängen über logiBUS‑Adapter - Umwandlung von Datentypen (DINT → Digitaleingang, DINT → LREAL) für die Terminalausgabe - Erzeugung von Impulsen für das Laden des Zählwerts (PV)

Verwendete Funktionsbausteine (FBs)

Die Übung besteht aus einer flachen Netzwerkstruktur ohne weitere Sub‑Applikationen. Folgende Funktionsbausteine kommen zum Einsatz:

  • ADI_FB_CTUD (Typ: adapter::iec61131::counters::ADI_FB_CTUD)
    Der zentrale Vorwärts-/Rückwärtszähler. Er besitzt die Adapter‑Schnittstelle CU (Count Up), CD (Count Down), R (Reset), LD (Load), PV (Preset Value) sowie die Ausgänge QU (Überlauf), QD (Unterlauf) und CV (aktueller Zählerwert).

  • ADI_DINT_TO_DI (Typ: adapter::conversion::unidirectional::ADI_DINT_TO_DI)
    Wandelt einen DINT‑Wert in ein digitales Signal (Adapter‑Schnittstelle) um. Der Parameter OUT ist auf DINT#5 gesetzt, d. h. der Preset‑Wert für den Zähler wird auf 5 voreingestellt.

  • Input_CU, Input_CD, Input_R, Input_LD (Typ: logiBUS::io::DI::logiBUS_IXA)
    Digitale Eingangsadapter für die logiBUS‑Hardware. Sie lesen die physischen Eingänge I1, I2, I3 und I4. Der Parameter QI ist auf TRUE gesetzt.

  • Output_QU, Output_QD (Typ: logiBUS::io::DQ::logiBUS_QXA)
    Digitale Ausgangsadapter. Output_QU schaltet den physischen Ausgang Q1, Output_QD den Ausgang Q2. Beide haben QI = TRUE.

  • ADI_TO_ALR (Typ: adapter::conversion::unidirectional::ADI_TO_ALR)
    Wandelt den Adapter‑Ausgang CV (Zählerwert) in den Datentyp ALR (Analog‑LREAL‑Darstellung) um.

  • Q_NumericValue_PHYSA_LREAL (Typ: isobus::UT::Q::Q_NumericValue_PHYSA_LREAL)
    Gibt den numerischen Wert (LREAL) auf ein Terminal aus. Der Parameter stObj verweist auf das konstante Objekt OutputNumber_N3 aus der Bibliothek Uebungen::const::UT::DefaultPool_Numeric.

Parameterdetails ausgewählter Bausteine

Baustein Parameter Wert
ADI_DINT_TO_DI OUT DINT#5
Input_CU QI TRUE
Input Input_I1
Input_CD QI TRUE
Input Input_I2
Input_R QI TRUE
Input Input_I3
Input_LD QI TRUE
Input Input_I4
Output_QU QI TRUE
Output Output_Q1
Output_QD QI TRUE
Output Output_Q2
Q_NumericValue_PHYSA_LREAL stObj OutputNumber_N3

Programmablauf und Verbindungen

Signalfluss

  1. Eingänge: Die vier digitalen Eingänge (I1–I4) werden über die logiBUS‑Adapter Input_CU, Input_CD, Input_R, Input_LD in die Steuerung eingelesen.
  2. Zählersteuerung:
  3. CU (Count Up) von Input_CU: jedes Ereignis am Eingang I1 erhöht den Zähler um 1.
  4. CD (Count Down) von Input_CD: Ereignis an I2 verringert den Zähler um 1.
  5. R (Reset) von Input_R: Ereignis an I3 setzt den Zähler auf 0 zurück.
  6. LD (Load) von Input_LD: Ereignis an I4 lädt den Preset‑Wert (PV) in den Zähler.
  7. Preset‑Wert (PV): Der Baustein ADI_DINT_TO_DI wird beim INIT‑Ereignis von Input_LD aktiviert (Event‑Verbindung Input_LD.INITO → ADI_DINT_TO_DI.REQ). Er gibt den konstanten Wert DINT#5 an den Adapter‑Eingang PV des Zählers weiter. Somit wird bei jedem Ladevorgang der Zähler auf 5 gesetzt.
  8. Ausgänge:
  9. QU (Count Up Overflow): geht auf TRUE, wenn der Zähler seinen maximalen Wert erreicht oder überschreitet → wird auf Output_Q1 ausgegeben.
  10. QD (Count Down Overflow): TRUE bei Unterschreitung des Minimalwerts → Output_Q2.
  11. CV (Current Value) wird über ADI_TO_ALR in ein LREAL‑Signal gewandelt und an Q_NumericValue_PHYSA_LREAL übergeben. Dieses gibt den aktuellen Zählerstand als numerischen Wert auf dem Terminal (physikalische Ausgabe) aus.

Hinweise zum Aufbau

  • Kommentare im Netzwerk:

    „hier sind negative Werte möglich !“ – Der Zähler ADI_FB_CTUD arbeitet mit DINT, daher können negative Zählerstände auftreten (z. B. durch mehr Rückwärts‑als Vorwärtsimpulse). „hier gegebenenfalls je einen AX_D_FF einbauen, damit die Events reduziert werden.“ – Bei schnellen Impulsfolgen könnte es erforderlich sein, Flanken‑Filter (z. B. AX_D_FF) zwischen Eingängen und Zähler zu schalten, um die Ereignisrate zu begrenzen und Zählfehler zu vermeiden.

  • Keine eigenen Sub‑Applikationen: Der gesamte Programmablauf ist in einer Ebene realisiert.
  • Die Verbindungen sind als Adapter‑Connections ausgeführt, d. h. die Daten‑ und Ereignisübertragung erfolgt über Adapter‑Schnittstellen.
  • Die Ereignisverbindung Input_LD.INITO → ADI_DINT_TO_DI.REQ stellt sicher, dass der Preset‑Wert nur beim Start des Eingangsbausteins (Initialisierung) neu gesendet wird.

Starten der Übung

  1. Die Übung ist als SubAppType (Uebung_221b_ALR) in der 4diac‑IDE eingebunden.
  2. Voraussetzung ist eine laufende logiBUS‑Hardware mit angeschlossenen Ein‑/Ausgängen (I1–I4, Q1, Q2).
  3. Das Terminal‑Objekt OutputNumber_N3 muss im Projekt vorhanden sein (aus der Bibliothek Uebungen::const::UT::DefaultPool_Numeric).
  4. Nach dem Deployment kann die Steuerung durch Anlegen von Impulsen an den Eingängen getestet werden.

Zusammenfassung

Die Übung Uebung_221b_ALR demonstriert den Einsatz eines industriellen Vorwärts-/Rückwärtszählers (ADI_FB_CTUD) in der 4diac‑IDE. Durch die Kombination von logiBUS‑Eingängen, Datenkonvertierung und Terminalausgabe wird ein vollständiger Signalpfad von der Hardware bis zur Visualisierung abgebildet. Der Zähler kann über vier digitale Eingänge gesteuert werden, wobei ein fester Preset‑Wert von 5 verwendet wird. Die Ausgabe des aktuellen Zählerstands als Gleitkommazahl auf das Terminal erleichtert die Überwachung und Fehlersuche. Die Übung vermittelt praxisnahe Kenntnisse über Adapter‑Schnittstellen, Ereignissteuerung und Datentypkonvertierung.